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【成果快訊】原載於《科技日報》 全麵發力“三大件” 國產純電動汽車駛向高端賽道
發布時間:2022-05-18

本報記者 葉 青

視覺中國供圖

98%

  針對傳統電池尺寸設計空間利用率低等一係列問題,研發團隊曆經多年攻關,開發出最大寬度達1200毫米、電池極芯體積利用率提升到98%的超大長寬比刀片電芯;發明了無模組高度集成的“三明治”動力電池結構,實現電池包直接碰撞不起火爆炸,解決動力電池熱失控痛點。

  總部位於深圳的比亞迪汽車工業有限公司(以下簡稱比亞迪)日前宣布停止生產燃油汽車,成為全球首家正式停產燃油汽車的車企。憑借在新能源汽車領域雄厚的技術和優勢明顯的全產業鏈研發能力,廣東製造企業再次走在行業前列。

  發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路,是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措。麵對高端純電動汽車自主設計的技術高地,比亞迪組建研發團隊,率先開展新能源汽車相關技術研發。最終,他們攻克了高端純電動汽車安全、續航、動力協同提升難題。近日,由比亞迪總工程師廉玉波領銜的項目“高端純電動乘用車關鍵技術研發及產業化”獲得2021年度廣東省科技進步獎特等獎。

  瞄準高端純電動汽車技術難題

  高端乘用車技術複雜,綜合性能領先,是技術發展的風向標,更是產業的製高點。占領高端乘用車市場是汽車產業由大變強的重要標誌。然而,發展初期,我國電動汽車市場自主品牌局限於中低端,高端產品基本被國外品牌壟斷,亟須打造高端純電動乘用車,引領汽車產業電動化轉型。

  “在電動車領域,我國已取得先發優勢,汽車電動化為實現汽車強國戰略提供了重大機遇。但我國仍亟須抓住產業發展戰略窗口期,自主掌握電動汽車核心技術,才能占領高端純電動乘用車產業製高點。”2003年,廉玉波和團隊一頭紮進新能源汽車相關技術的研發中,成為我國最早一批進行電動車驅動係統、電池係統及功率半導體的研發團隊,“初衷是想將自身的電池技術優勢與汽車技術進行聯動,開發新能源汽車,用以解決能源危機和環境汙染問題”。

  “從傳統燃油汽車發展裏程來看,發動機、變速器、底盤,汽車核心‘三大件’的技術先進性,直接影響整車的產品競爭力。基於曆史經驗,我們認識到,如果不突破這些核心技術,即使電動汽車發展起來也還會受製於人。”在廉玉波看來,核心技術自主可控才能快速發展。

  於是,廉玉波帶領研發團隊瞄準高端純電動汽車安全、續航、動力協同提升難題,著手開展“高端純電動乘用車關鍵技術研發及產業化”的研究。

  “項目建立了高端純電動汽車全產業鏈研發設計製造能力,打造出漢、唐等係列化高端純電動乘用車,漢係列高端純電動乘用車已成為我國20萬級別以上市場唯一單月銷量連續過萬的自主車型。”廉玉波介紹說。

  值得一提的是,項目成果實現對豐田等國外一流品牌的技術輸出和產品配套,近3年直接經濟效益超千億,打破我國汽車核心技術長期跟隨國外的局麵,助力廣東省打造世界級新能源汽車產業高地,推動汽車產業電動化變革。

  “三明治”結構解決動力電池熱失控痛點

  要突破核心技術,研發團隊麵臨重重的挑戰。電池是電動汽車的能量來源。對於汽車來說,長續航和安全都是基本要求,而高能量密度與高安全需求極為矛盾。

  “我們有信心接受挑戰。”廉玉波說,“從2002年開始研發磷酸鐵鋰動力電池,到2005年首款動力電池量產,再到2008年首次搭載車型應用,十餘年的堅持和積累,讓我們具備進行電池領域重大技術創新的基礎能力。”

  針對傳統電池尺寸設計空間利用率低,限製續航提升、傳統電芯—模組—整包三層結構成組效率低,無法充分利用整包空間等一係列問題,研發團隊曆經多年攻關,開發出最大寬度達1200毫米、電池極芯體積利用率提升到98%的超大長寬比刀片電芯;發明了無模組高度集成的“三明治”動力電池結構,以超長刀片電芯陣列為骨架,創新高絕緣高熱阻結構膠將電芯與上蓋、底板直接粘連,實現電芯到整包無模組直接集成,係統體積能量密度達240Wh/L,電池包直接碰撞不起火爆炸,解決動力電池熱失控痛點。

  “通過大量的材料、工藝和結構創新,我們成功開發出兼具高安全、長壽命、高能量密度、高性價比的刀片電池,可輕鬆應對針刺、擠壓、爐溫、過充(僅冒煙)等極端工況試驗。”廉玉波介紹。

  研發團隊還自主構建高端純電動乘用車高電壓平台設計製造體係;開發出首款量產車規級SiC驅動模塊控製器;創新發明“驅動—升壓充電”一體化拓撲結構,突破了高電壓車型在低電壓充電樁快速補能的難題,實現高端純電動驅動和充電性能的協同提升。

  據了解,該研發項目授權發明專利79項,實用新型專利43項,主導製定了我國首個電動汽車安全強製國家標準等14項國家標準,代表中國主導製定了全球第一個電動汽車安全技術法規。

  加強新能源汽車基礎學科研究

  “當前新能源汽車行業加速變革,麵臨著原材料價格暴漲、供應鏈不穩定等嚴峻挑戰,我們將以此次獲獎作為新的起點,繼續加強新能源汽車基礎學科領域的研究,持續推出創新性的產品,解決新能源汽車發展麵臨的難題和消費者關注的痛點。”廉玉波透露,高速、高效、高密度、低噪音、高性價比是純電汽車驅動總成的重點發展方向,在前期基礎上,他們將在第三代寬禁帶半導體器件基礎材料與設計技術、電機控製器功能失效保護新技術等方麵開展進一步的研究。

  廉玉波特別提到近年來從國家到廣東省日益濃鬱的創新氛圍,尤其是廣東強化企業技術創新主體地位,不斷完善以企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創新體係。“政府鼓勵企業加強關鍵核心技術問題攻關,提升產業技術核心競爭力,在新能源汽車等領域啟動一批重大攻關項目,推動產業創新平台建設,促進企業、高等院校、科研院所組建產業技術創新聯盟。”他說,“積極參與省、市重大專項項目,承擔工程創新中心和重點實驗室建設,與來粵設立科研機構的國內高水平院校聯合共建重點實驗室、技術創新中心等創新平台,使得我們的技術創新能力和產品水平得到了大幅提升。”


原載於《科技日報》

原文鏈接:http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2022-05/18/content_535249.htm?div=-1


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